靶向wnt信号通路的天然产物抗肿瘤活性及作用机制研究

wnt信号通路在细胞增殖、分化以及干细胞自我更新过程中具有重要的调控作用，通路活性异常与肿瘤发生密切相关，是重要的抗肿瘤药物潜在靶点。我们利用植物化学及西部植物资源国家重点实验室的天然产物研究优势，对天然产物库进行了wnt信号通路抑制剂的筛选，发现新吲哚生物碱化合物LUO104具有明显的活性。初步的机理研究表明，该化合物特异调控wnt信号通路活性，并显著诱导体外肿瘤细胞凋亡。我们已经分离获得与其结构相关的系列天然化合物，本研究拟采用分子细胞生物学和化学生物学的手段，深入开展化合物的抗肿瘤活性以及作用机理研究，探讨该类化合物调控wnt信号通路的分子机制，分析其构效关系和作用靶点，阐明LUO104抗肿瘤活性机制，为研发靶向wnt信号通路的创新天然抗肿瘤药物奠定基础。

Wnt信号通路与多种肿瘤的发生发展，转移以及肿瘤干细胞的自我更新密切相关，靶向Wnt信号通路的抗肿瘤药物研发是新药研究关注的焦点。天然产物是抗肿瘤药物的重要来源，因此从结构多样的天然产物中筛选具有新颖结构的Wnt信号通路抑制剂并阐明其抗肿瘤活性及分子作用机制，对于靶向Wnt信号通路的抗肿瘤药物研发和肿瘤治疗具有重要的意义。本研究对前期筛选中发现的具有Wnt信号通路抑制活性的Bisleuconothine A(即LUO104)的抗肿瘤活性及机制进行了深入的探讨。.Bisleuconothine A是从Leuconotis griffithii中提取分离到的双吲哚生物碱化合物。双荧光素酶报告基因体系检测发现Bisleuconothine A对Wnt配体诱导的Wnt信号通路的激活以及结直肠癌细胞内异常激活的Wnt信号通路均具有显著的抑制活性，而对NF-κB信号通路无影响，说明Bisleuconothine A选择性抑制Wnt信号通路。同时，Bisleuconohine A显著抑制结肠癌细胞中Wnt信号通路下游靶基因的表达。β-catenin是Wnt信号通路的调节中心，利用siRNA技术使细胞内β-catenin水平下调后，Bisleuconothine A对于结肠癌细胞SW480增殖的抑制活性明显下降，说明Bisleuconothine A的抗肿瘤活性依赖于β-catenin。进一步机制研究结果表明Bisleuconothine A可以显著促进β-catenin的磷酸化水平并抑制其核转位。MTS法检测结果显示Bisleuconothine A对多种结肠癌细胞均具有增殖抑制活性。流式细胞技术与蛋白免疫印迹实验结果表明Bisleuconothine A通过增加caspases诱导的细胞凋亡抑制结肠癌细胞的增殖。HCT116裸鼠体内移植瘤实验结果证明Bisleuconothine A能够有效抑制动物体内肿瘤的生长，进一步肿瘤组织蛋白免疫印迹分析发现Bisleuconothine A显著抑制Wnt通路下游靶基因的表达并促进了β-catenin的磷酸化。.本项目研究结果表明双吲哚生物碱是Wnt信号通路抑制剂的新结构类型，对Bisleuconothine A作为抗肿瘤药物的研发以及双吲哚生物碱类化合物作为Wnt信号通路抑制剂的研究具有重要意义，同时丰富了双吲哚生物碱的抗肿瘤作用机制。